专利名称：一种基于基本模块的掩模辅助图形优化方法
技术领域：
本发明涉及一种基于基本模块的掩模辅助图形的优化方法，属于光刻分辨率增强技术领域。
背景技术：
当前的大规模集成电路普遍采用光刻系统进行制造。光刻系统主要分为照明系统(包括光源和聚光镜)、掩模、投影系统及晶片四部分，其中掩模图形由掩模主体图形(main feature,简称 MF)和掩模辅助图形(sub-resolution assistfeature,简称 SRAF)两部分组成。光源发出的光线经过聚光镜聚焦后入射至掩模，掩模的开口部分透光；经过掩模后，光线经由投影系统入射至涂有光刻胶的晶片上，这样掩模图形就复制在晶片上。目前主流的光刻系统是193nm的ArF深度紫外光刻系统，随着光刻进入45nm及 45nm以下技术节点，光的干涉和衍射现象更加显著，导致光刻成像产生扭曲和模糊。为此光刻系统必须采用分辨率增强技术，用以提高成像质量和图形保真度。基于像素的光学邻近效应校正(pixel-based optical proximitiy correction,简称 PB0PC)是一种重要的光刻分辨率增强技术。PBOPC首先对掩模进行栅格化，然后对每一个像素的透光率进行优化，从而达到提高光刻系统成像质量和图形保真度的目的。但由于PBOPC对任意的掩模像素进行翻转，因此大幅度提升了掩模的复杂度，从而降低了掩模的可制造性、提高了大规模集成电路的生产成本，甚至还可能产生某些物理不可制造的掩模图形。为了提高和保证掩模的可制造性，业界普遍采用掩模制造约束条件来限制掩模图形的几何特征。对于掩模辅助图形而言，三项重要的约束条件为(I)掩模辅助图形的最小尺寸ws必须大于等于阈值es，即ws> es;(2)掩模主体图形与辅助图形之间的最小间距wD必须大于等于阈值eD，即wD> ε D ;(3)掩模图形中不允许存在任何无法制造的边缘凸起。如图3所示，设边缘凸起的高度为wH,边缘凸起的两边臂长分别为Wu和Wu,为阈值。当某边缘凸起满足“wH< ε Λ则称此凸起为“无法制造的边缘凸起”。为了满足以上约束条件，现有的PBOPC技术主要采用罚函数法或掩模制造规则检测(mask manufacture rule check,简称MRC)法对掩模图形的几何特征加以限制。但是罚函数法无法保证优化后掩模图形严格符合以上约束条件。而经过MRC法处理的掩模图形往往是掩模优化问题的次优解，而非最优解。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于基本模块的掩模辅助图形优化(block-basedsub-resolution assist feature optimization,简称 BBSRAF0)方法，在掩模主体图形已经给定的情况下，为掩模图形添加符合掩模制造约束条件的掩模辅助图形。该方法将掩模辅助图形构造为若干单边尺寸大于等于阈值ε s的基本模块的叠加，即掩模辅助图形可表示为基本模块与表示基本模块位置的系数矩阵的卷积。之后BBSRAF0方法基于Abbe矢量成像模型，采用共轭梯度法对掩模辅助图形进行优化。该方法不会在与掩模主体图形距离小于阈值ε D的区域内添加掩模辅助图形，并将与掩模主体图形距离小于阈值ε D的区域设为阻光区域。实现本发明的技术方案如下—种基于基本模块的掩模辅助图形优化方法，具体步骤为步骤101、将目标图形初始化为NXN的矩阵.Z，将掩模主体图形初始化为NX N的矩阵Μμ，并初始化阈值ε s、ε D、ε H和ε 并令循环次数k = O ;步骤102、将对应于掩模辅助图形的NXN的连续系数矩阵0°初始化为
权利要求
1.一种基于基本模块的掩模辅助图形优化方法，其特征在于，具体步骤为步骤101、将目标图形初始化为NXN的矩阵之，将掩模主体图形初始化为NXN的矩阵 Mm,并初始化阈值ε s、ε D、ε H和4，并令循环次数k = O ;步骤102、将对应于掩模辅助图形的NXN的连续系数矩阵0°初始化为
2.根据权利要求I所述，一种基于基本模块的掩模辅助图形优化方法，其特征在于，所述步骤104和111中利用Abbe矢量成像模型计算当前掩模图形对应的光刻胶中成像的具体步骤为 步骤201、将掩模图形M栅格化为NXN个子区域； 步骤202、根据部分相干光源的形状将光源面栅格化成多个点光源，用每一栅格区域中心点坐标(xs, ys)表示该栅格区域所对应的点光源坐标； 步骤203、针对单个点光源，利用其坐标(xs，ys)获取该点光源照明时对应晶片位置上的空气中成像I (a s，^s)； 步骤204、判断是否已经计算出所有点光源对应晶片位置上的空气中成像，若是，则进入步骤205，否则返回步骤203 ； 步骤205、根据阿贝Abbe方法，对各点光源对应的空气中成像I (a s，^s)进行叠加，获取部分相干光源照明时，晶片位置上的空气中成像I ; 步骤206、基于光刻胶近似模型，根据空气中成像I计算掩模图形对应的光刻胶中的成像。
3.根据权利要求2所述，一种基于基本模块的掩模辅助图形优化方法，其特征在于，所述步骤203中针对单个点光源利用其坐标(xs，ys)获取该点光源照明时对应晶片位置上的空气中成像I ( a s，P s)的具体过程为 设定光轴的方向为Z轴,并依据左手坐标系原则以z轴建立全局坐标系(X，y, z)； 步骤301、根据点光源坐标(xs，ys)，计算点光源发出的光波在掩模图形上NXN个子区域的近场分布E ;其中，E为NXN的矢量矩阵，其每个元素均为一 3X1的矢量，表示全局坐标系中掩模的衍射近场分布的3个分量； 步骤302、根据近场分布E获取光波在投影系统入瞳后方的电场分布Ent(a,f)，其中，灼为NXN的矢量矩阵，其每个元素均为一 3X I的矢量，表示全局坐标系中入瞳后方的电场分布的3个分量； 步骤303、设光波在投影系统中传播方向近似与光轴平行，进一步根据入瞳后方的电场分布Ef (a，灼获取投影系统出瞳前方的电场分布;其中，出瞳前方的电场分布ErtWD为NXN的矢量矩阵，其每个元素均为一 3X1的矢量，表示全局坐标系中出瞳前方的电场分布的3个分量；步骤304、根据投影系统出瞳前方的电场分布Er*(a’，彡’)，获取投影系统出瞳后方的电场分布E;;W)； 步骤305、利用沃尔夫Wolf光学成像理论，根据出瞳后方的电场分布JC(CT1W)获取晶片上的电场分布Ewirfw，并根据12 获取点光源对应晶片位置上空气中成像I ( a s，I)。
全文摘要
本发明提供一种基于基本模块的掩模辅助图形优化方法，在给定目标图形和掩模主体图形的前提下，本方法将掩模辅助图形构造为若干单边尺寸大于阈值的基本模块与表示基本模块位置的系数矩阵的卷积，将整体掩模图形构造为掩模主体图形与辅助图形的叠加；将优化目标函数F构造为目标图形与当前整体掩模图形对应的光刻胶中成像之间的欧拉距离的平方。之后本方法基于Abbe矢量成像模型，采用共轭梯度法对掩模辅助图形进行优化，并在优化结束后对辅助图形中的“无法制造的边缘凸起”进行修正。本方法可以在提高光刻系统成像质量和图形保真度的同时，有效提高优化后掩模的可制造性。
文档编号G03F1/36GK102981355SQ201210540770
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者马旭, 李艳秋, 宋之洋 申请人:北京理工大学